Un grupo de científicos de la Universidad de Malta ha desarrollado un sistema de refrigeración posventa de módulos fotovoltaicos que utiliza una cámara de agua que puede colocarse en un hueco de la parte posterior de los módulos estándar.
«El Sistema Innovación de Refrigeración Fotovoltaica (IPCoSy), ya ha sido patentado», declaró a pv magazine Luciano Mulè Stagno, autor correspondiente de la investigación. «Este invento puede ser ventajoso para instalaciones fotovoltaicas en alta mar o flotantes, debido a los ilimitados recursos hídricos, y también puede beneficiar tanto al sector residencial como al industrial, que pretenden instalar módulos fotovoltaicos y hacerlos funcionar con una mayor eficiencia.»
El sistema consiste en una placa inferior que se fija herméticamente a los salientes de la base del marco de un módulo solar para crear una cámara de agua directamente debajo de la parte trasera del propio panel. «Esta cámara de agua está definida por la lámina posterior del módulo fotovoltaico, la pared del marco y la placa inferior», explican los científicos. «Algunos ejemplos de materiales adecuados para la placa inferior son, entre otros, aluminio, acero inoxidable, tereftalato de polietileno (PET), polipropileno y poliimida».
La cámara de agua incluye una entrada de agua y una salida de agua dispuestas en los sitios opuestos de la pared del marco. Un sensor de temperatura se fija a la lámina posterior del módulo fotovoltaico y se conecta eléctricamente a una caja de conexiones externa. Todos estos componentes están sellados con un material impermeable.
El sistema incluye un esparcidor de chorro conectado hidráulicamente a la entrada de la superficie interior de la pared del marco. «Este esparcidor de chorro está configurado para proporcionar una dinámica de fluido uniforme dentro de la cámara de agua con el objetivo de expulsar el agua caliente con la menor mezcla posible», explica el grupo. «La construcción del esparcidor de chorro implica un ensamblaje de una junta de codo en T conectada a la entrada de agua en un extremo y dos juntas de codo de 45 grados conectadas a otros dos extremos de la junta de codo en T, correspondientemente».
La solución propuesta también incluye un adaptador de tubo que se acopla hidráulicamente a la salida de agua en la superficie exterior de la pared del marco y está pensado para facilitar la instalación del panel. «El adaptador se puede girar para que el agua de la cámara esté en contacto con la lámina posterior del módulo fotovoltaico independientemente del ángulo de instalación, lo que garantiza la máxima transferencia de calor», afirman los investigadores, que señalan que el agua se bombea al sistema de refrigeración mediante una bomba de agua que puede utilizar agua de mar o agua de un depósito.
Según el grupo de investigación, el sistema propuesto puede proporcionar un ahorro neto de energía eléctrica de más del 9%, y eficiencias térmicas de hasta el 56%.
«El módulo fotovoltaico modificado que incorpora el sistema de refrigeración cuesta un 9,7% más que los módulos fotovoltaicos estándar actuales», explicó Mulè Stagno. «Un sistema fotovoltaico que incluya el diseño de refrigeración posventa en su estado actual costará el doble que los módulos fotovoltaicos estándar actuales. Sin embargo, estos precios se calcularon sobre prototipos «únicos», por lo que se espera que la producción en serie reduzca considerablemente los costes. Además, si se tienen en cuenta las eficiencias térmicas debidas al calentamiento del agua y no sólo las eficiencias eléctricas debidas a la refrigeración fotovoltaica, estos precios ya tienen sentido.”
La nueva tecnología de refrigeración se presentó en el estudio «Sistema Innovación de Refrigeración Fotovoltaica«, publicado en Innovation Disclosure. «Este invento sobresale aún más en zonas donde ya existe un flujo de agua para otros procesos, como las plantas de ósmosis inversa», subrayaron los científicos. «En este tipo de plantas, los módulos IPCoSy suministrarán energía eléctrica a partir de una fuente renovable al tiempo que utilizan el flujo de agua existente para aumentar la eficiencia operativa de los módulos fotovoltaicos».
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